动态测试技术_测试系统组成

航空发动机动态压力测试技术的发展现状及趋势1. 引言随着航空工业的飞速发展，航空发动机的性能和效率要求也越来越高。

动态压力测试是评估发动机性能和安全性的关键环节之一。

本文将对航空发动机动态压力测试技术的发展现状及趋势进行全面、详细、完整且深入地探讨。

2. 动态压力测试的意义与应用动态压力测试是测量发动机运行过程中各个位置的压力变化，以评估发动机的性能和状况的一种方法。

它能够为发动机设计、优化和维护提供重要的数据支持，为航空工程师提供决策依据。

2.1 动态压力测试的意义•评估发动机性能：动态压力测试可以测量发动机的动态工作状态下的压力变化，以评估发动机的性能和稳定性。

•提升发动机效率：通过动态压力测试，可以识别发动机中存在的流动问题，优化内部流动结构，提升发动机的效率。

•保障飞行安全：动态压力测试可以探测发动机中的故障和问题，保障飞行安全，减少事故的发生概率。

2.2 动态压力测试的应用•发动机设计与研发：动态压力测试可以为发动机的设计与研发提供关键数据，优化发动机的结构和参数。

•发动机制造与维护：动态压力测试可以对发动机进行质量检测和状况评估，指导发动机的制造与维护工作。

•飞行数据分析与调整：动态压力测试可以提供飞行数据，用于分析发动机在实际飞行中的状况并做出调整。

3. 动态压力测试技术的发展现状随着科技的不断进步和航空工业的发展，动态压力测试技术也在不断创新和改进。

以下将对当前动态压力测试技术的发展现状进行介绍。

3.1 传感器技术的进步传感器是动态压力测试的核心设备，它能够将压力信号转化为电信号，并通过数据采集与处理系统进行分析。

当前，压电式传感器和热流传感器是最常用的传感器类型。

压电式传感器具有响应快、精度高的优点，但受到温度和压力范围的限制；热流传感器能够适应高温环境，但对响应速度要求较高。

近年来，纳米技术和微型加工技术的发展，为传感器的制造提供了新的可能。

3.2 数据采集与处理技术的提升数据采集与处理是动态压力测试的关键环节，其具备高效、精准、实时的要求。

DH5922动态信号测试分析系统•DH5922-1 数据采集器技术指标:1. 输入阻抗: 10MΩ∥40PF;2. 输入保护: 输入信号大于±15V(直流或交流峰值)时,输入全保护;3. 输入方式: GND、DC、AC;4. 工作方式:4.1 数据采集器:单端输入、差动输入、ICP适调输入、4.2 外接适调器(选件):ICP适调输入(带双积分硬件网络)、应变适调输入、电荷适调输入、电荷适调输入(带双积分硬件网络)、4～20mA适调输入、双恒流源应变适调输入;5. 满度值: ±20mV、±50mV、±100mV、±200mV、±500mV、±1V、±2V、±5V、±10V、±20V;6. 系统准确度: 小于0.5％(F.S)(预热半小时后测量);7. 系统稳定度: 0.05％/h(同上);8. 线性度: 满度的0.05％;9. 失真度: 不大于0.5％;10. 最大分析频宽: DC～50kHz;;11. 低通滤波器：11.1 截止频率(-3dB±1dB): 10、30、100 、300、1k、3k、10k 、PASS(Hz)八档分档切换；11.2 平坦度：小于0.1dB(2/3截止频率内)；11.3 阻带衰减：大于－24dB/oct；12. 噪声: 不大于5μV rms(输入短路, 在最大增益和最大带宽时折算至输入端);13. 共模抑制(CMR): 不小于100dB;14. 共模电压(DC或AC峰值): 小于±10V、DC～60Hz ;15. 漂移:15.1 时间漂移: 小于3μV/小时(输入短路, 预热1小时后, 恒温, 在最大增益时折算至输入端);15.2 温度漂移: 小于1μV/℃(在允许的工作温度范围内, 输入短路,在最大增益时折算至输入端);16. 输出电位: ±5V范围内,按1mV的分辨率任意设置;17. 过载指示：输出大于±10Vp，过载指示灯亮；18. 50mV指示：输出小于±50mVp，50mV指示灯亮；19. 模数转换器分辨率: 16位;20. 采样速率(连续记录数据):20.1 整数采样频率:8通道同时工作时,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、50k、100k(Hz)分档切换；16通道同时工作时,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、50 k (Hz)分档切换;32通道同时工作时,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k (Hz)分档切换；64通道同时工作时,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k(Hz)分档切换；128通道同时工作时,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k (Hz)分档切换；256通道同时工作时,每通道10、20、50、100、200、500、1k、2k(Hz)分档切换；20.2 整数分析频率8通道同时工作时,每通道5、10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、50k(Hz)分档切换；20.2.2 16通道同时工作时,每通道5、10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k(Hz)分档切换;32通道同时工作时,每通道5、10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k(Hz)分档切换；64通道同时工作时,每通道5、10、20、50、100、200、500、1k、2k、5k(Hz)分档切换；128通道同时工作时,每通道5、10、20、50、100、200、500、1k、2k(Hz)分档切换；256通道同时工作时,每通道5、10、20、50、100、200、500、1k(Hz)分档切换；21. 存贮深度:由计算机剩余硬盘空间容量决定;22. 触发方式:信号触发、手动触发、外触发;23. 信号触发电位: 满度值的10％～90％、OFF任设;24. 抗混滤波器:24.1 滤波方式:每通道独立的模拟滤波 + DSP数字滤波;24.2 截止频率:采样速率的1/2.56倍,设置采样速率时同时同步设定;24.3 阻带衰减:约-150dB/oct;24.4 平坦度(分析频率范围内):小于0.05dB;25. 电源:220VAC,12VDC（9～18V），功率100W;26. 电磁兼容试验符合A类指标；•27. 使用环境: 适用于GB6587.1-86-Ⅱ组条件;28. 外形尺寸: 236mm（宽）×88mm（高）×317mm（深）(十六通道);236mm（宽）×133mm（高）×317mm（深）(三十二通道);482mm（宽）×133mm（高）×317mm（深）(六十四通道)。

机械测试技术教学大纲摘要：一、课程概述1.课程性质与地位2.教学目标和培养要求3.课程教学内容与安排二、机械测试技术基本概念1.测试技术的定义2.机械测试技术的基本组成3.机械测试技术的作用和意义三、测试系统的基本构成1.测试传感器2.信号放大与处理3.信号的显示与记录四、机械测试技术的主要方法1.静态测试2.动态测试3.高温测试4.低温测试五、机械测试技术的应用1.在机械制造中的应用2.在航空航天领域的应用3.在汽车工程中的应用4.在能源领域的应用六、机械测试技术的发展趋势1.智能化测试技术2.集成化测试技术3.数字化测试技术正文：机械测试技术是一门涉及机械制造、航空航天、汽车工程、能源等领域的交叉学科，旨在通过测试技术获取机械设备的各种性能指标，从而为机械设备的设计、制造、运行和维护提供科学依据。

一、课程概述机械测试技术课程是机械工程及自动化专业的一门专业课，课程性质与地位重要。

教学目标是培养学生的测试技术理论知识和实际应用能力，使学生能够熟练掌握测试技术的原理、方法和应用。

课程教学内容与安排合理，覆盖了机械测试技术的基本概念、测试系统的基本构成、机械测试技术的主要方法和应用等方面。

二、机械测试技术基本概念测试技术是一种通过测量和检验来获取机械设备性能指标的方法。

机械测试技术的基本组成主要包括测试传感器、信号放大与处理、信号的显示与记录等。

机械测试技术的作用和意义在于，能够有效提高机械设备的性能、可靠性和安全性，降低机械设备的故障率和维修成本。

三、测试系统的基本构成测试系统的构成主要包括测试传感器、信号放大与处理、信号的显示与记录等。

测试传感器负责获取机械设备的各种性能指标，信号放大与处理负责对传感器输出的信号进行放大、滤波、模数转换等处理，信号的显示与记录负责将处理后的信号显示出来并记录下来。

四、机械测试技术的主要方法机械测试技术的主要方法包括静态测试、动态测试、高温测试和低温测试等。

静态测试主要用于测量机械设备的静态性能指标，如静态刚度、静态强度等；动态测试主要用于测量机械设备的动态性能指标，如动态刚度、动态强度等；高温测试和低温测试主要用于测量机械设备在高温和低温环境下的性能指标。

DST_RFT_MDT测试原理简介地层中途测试⼯艺简介1、MDT（Modular Formation Dynamics Tester）是指模块式地层动态测试器，斯伦贝谢公司第三代电缆地层测试⼯具通,过压⼒剖⾯、光学流体分析、取样技术可以准确识别流体类型，通过测量压⼒剖⾯可以确定油⽔界⾯、研究油藏类型，利⽤测压及产量测试取样可以研究油⽓藏性质。

仪器⼯作时上下封隔器座封后，泵将中间抽空后让地层流体进⼊，测得地层实际压⼒，⽐较准确，但停留时间较长，易卡。

图1为MDT结构⽰意图。

其⼯作原理参考第七部分“重复地层测试—RFT基本原理”。

图1 MDT结构⽰意图。

2、DST 测试类型（煤层例）2. 1中途裸眼测试这类测试是打开煤层后⽴即进⾏测试, 此时地层损害最轻, 并且所有的产层都可进⾏测试, 便于对地层做出准确的评价。

2. 2套管坐封测裸眼这类测试是套管下到煤层顶部后, 打开煤层, 封隔器坐在套管内测试煤层。

2. 3完井测试这类测试是完井后下套管、射孔、射开煤层, 在套管内测试。

2. 4改造后测试这类测试是在对煤层进⾏压裂或造洞⽳后进⾏的测试, 与改造前的参数⽐较, 评价改造的效果和经济效益。

3、多流测试器（MFE）⼀、产品概述（1）MFE地层测试器是⼀套完整的井下开关⼯具，整套测试⼯具均借助于钻杆的上、下运动来操作和控制井下⼯具的各种阀，具有操作⽅便、动作灵活可靠，地⾯显⽰清晰的特点。

测试时在地⾯可以⽐较容易地观察和判断井下⼯具所处的位置，并能获得任意次开井流动和关井测压期,为评价地层提供了更多的资料。

MFE系统通常包括多流测试器、封隔器、液压锁紧接头、旁通阀和安全密封等。

（2）MFE中所装的双控制阀通常是借助钻杆的上、下运动来打开或关闭的。

下井时阀处于关闭状态，到达井底后，通过钻柱施加重⼒，经过⼀段延时，测试阀打开。

在打开的⼀瞬间，钻柱突然下坠25.4mm，这种在地⾯可以直接观察到的显⽰表明阀已打开。

授课教案课程名称：安全环境监测技术第2章 测试系统测试系统定义：能完成某种意义测量的仪器、设备的总称。

2.1 测试系统的组成2.1.1传统型可用以下框图表示：传感器将被测物理量(如粉尘、噪声、温度等) 检出并转换为电量，中间变换装置对接收到的电信号用硬件电路进行分析处理或经A/D 变换后用软件进行信号分析，显示记录装置则测量结果显示出来，提供给观察者或其它自动控制装置。

2.1.2 基本型计算机控制的现代测试系统的基本形式为：它能完成对多点（多路）、多种随时间变化参量（信号）的快速、实时测量，并能排除干扰，进行数据处理、信号分析、信号控制等。

（约（约（约存储显示分析监控判断决策采集及 接口总线授课教案课程名称：安全环境监测技术授课章节 第3次课：2.3测试装置的主要性能指标1）灵敏度；2）非线性度；3）回程误差；4）重复精度；5）准确度；6）精确度；7）分辨力目的要求 掌握测试装置的主要性能指标，熟悉性能参数计算和单位换算。

重点难点重点：灵敏度及非线性度；难点：回程误差、重复精度。

2.3测试装置的主要性能指标1）灵敏度反应输出量随输入量变化程度lm S =∆∆xy，当为一次函数且起点均为0时，x y=lm S ，在测试系统中，系统总灵敏度等于各个环节灵敏度的乘积。

即lm S =1lm S ·2lm S ·3lm S灵敏度的单位一般以分数形式表示，分子上是输出量的单位，分母上是输入量的单位。

如压力传感器的输出量电压V 或电流mA ，输入量是MPa,那么传感器灵敏度的单位写作V/MPa ，单位意义是，每输入1 MPa 的压力，可在传感器输出端得到多少伏特的输出电压。

2）非线性度也称线性度或非线性误差，是指实际曲线偏离理论曲线的程度。

%100max⨯±=Y BC f 一般以百分数表示，有时前面要加“±”。

（1）实际曲线（标定曲线）的获得 即测量值，不同的输入量与测试系统对应输出量在平面坐标上绘出的曲线。

1.测试技术的基本概念：通过各种测试仪器构成的测试系统，可以对所要观测的物理量给出定量或定性的测量结果，还可以观测被测量的变化过程2.测试技术研究内容：测试技术主要研究各种物理量的测量原理和测量信号分析处理方法3.测试系统的组成（各部分作用）被测对象→（物理量）→传感器→（电量）→中间变换装置→（电量/数字量）→显示、记录装置4.测量误差及测量结果表示方法 ①对测量值进行系统误差修正②求出算术平均值∑==ni xin x 11 ③列出残差x xi vi -=，并验证1=∑=ni vi④按贝塞尔公式计算标准偏差的估计值∑=-=ni vi n s 1211⑤按莱特准则或格拉布斯准则检查和剔除粗大误差 ⑥判断有无系统误差。

如有系统误差，应查明原因，修正或消除系统误差后重新测量⑦计算算术平均值的标准偏差n ss x =⑧写出最后结果的表达式，即xs k x A ⋅±=（单位）一.信号的分类（1）信号：用于描述和记录信息的任何物理状态随时间变化的过程，通常为电信号。

1.确定信号与随机信号2.周期信号与非周期信号（准周期和瞬态）3.连续信号与离散信号4.能量信号与功率信号 （2）常用信号函数正弦、指数、抽样函数、单位阶跃、单位冲激函数及性质（3）信号的基函数表示法二.信号的描述1. 周期信号与离散频谱 （1）三角函数展开式()()∑∞=++=1000sin cos n n n t n b n a a t x ωω其中()⎰-=2/2/00001T T dtt x T a()⎰-=2/2/0000c o s 2T T n dtn t x T a ω()⎰-=2/2/0000s i n 2T T n dtn t x T b ω()()n n n t n A A t x φω++=∑∞=010sin()()()30320210103sin 2sin sin φωφωφω++++++=t A t A t A A式中22nn n b a A +=n n n b a a r c t a n=φ幅频谱图：ω-n A相频谱图：ωφ-n（2）复指数展开式欧拉公式t n j t n e t jn 00sin cos 0ωωω±=±()t jn tjn e e t n 0021cos 0ωωω+=- ()tjn t jn e e jt n 002sin 0ωωω-=- ()()∑∑∞=∞-∞=--=++=10000n n tjn ntjn n tjn n eC eC eC C t x ωωω()()n n n n n n jb a C jb a C a C -=⋅+=⋅=-212100n n n n n n A C C C 21=-=⋅='-*'-φφ幅频谱图：ω-n C实频谱图：ω-nR C虚频谱图：ω-nIC相频谱图：ωφ-n综上所述，周期信号频谱的特点如下： • 周期信号的频谱是离散谱；• 每个谱线只出现在基波频率的整数倍上，基波频率是诸分量频率的公约数； • 一般周期信号展开成傅里叶级数后，在频域上是无限的。

1.什么是测试？具有试验性质的测量。

本课程主要研究动态测试。

2.画出测试系统的一般结构组成，并简单说明各部分所起的作用。

被测对象→传感器→信号调理→记录/显示↘信号分析与处理被测对象的信息蕴含在物理量中，这此物理量就是被测量，它们往往是一些非电量。

传感器是指能感受被测量，并按一定的规律将被测量转换成可用于输出信号的器件或装置。

例如:弹簧秤中的弹簧就是一个传感器(或敏感元件)，它将物体受到的作用力转换为弹簧的变形量，即位移量。

信号调理环节对传感器输出的信号进行调理或转换，以便于后续的传输、显示和分析等处理。

例如，信号的幅值调制将低频的测试信号转换为易于在传输通道中传输的高频信号。

记录/显示环节以观察者易于认识的形式来显示测量结果，或将测量结果存储。

要从测量结果中获得有用的信息，还需要信号分析与处理环节，例如相关分析、频谱分析等。

3.工程技术人员对物理量进行测试面对三个任务，分别是：①了解被测信号的特性②选择测试系统③评价和分析测试系统的信号。

4.SI制的七个基本量分别是：米、千克【公斤】、秒、安【培】、开【尔文】、摩【尔】、坎【德拉】，所对应的基本单位分别是：m、kg、s、A、K、mol、cd5.基准分三个等级，分别是：国家基准、副基准、工作基准。

精确度比较：国家基准>副基准>工作基准。

6.写出几种常见的测量方法分类：①直接测量和间接测量；②直接比较测量和间接比较测量；③接触测量和非接触测量；④等精度测量和不等精度测量。

7.什么是示值误差？测量器具的示值与真值之差。

示值误差越小，计量器具的精确度越大。

8.温度计的标尺起点值为-50℃，终点值为+60℃，则其标称范围为-50℃～+60℃，量程为110℃，引用值为60℃。

9.本文研究机械量的测量，写出10种你知道的机械量：力、速度、加速度、位移、振动、表面粗糙度、形位误差、温度、流体参量、声。

通常，我们利用传感器等将这些量转变为电量，该方法称为非电量的电测法。

温度传感器动态测试系统设计王德兵【摘要】利用NI6281数据采集器和LabVIEW开发平台组建温度传感器动态测试系统,给出了一种实用且高效的瞬态温度采集测试系统设计方案.【期刊名称】《计测技术》【年(卷),期】2018(038)0z1【总页数】3页(P65-67)【关键词】温度传感器;温度动态测试;数据采集;LabVIEW【作者】王德兵【作者单位】航空工业成都飞机设计研究所,四川成都610091【正文语种】中文【中图分类】TB90 引言随着计量技术的不断发展，对温度值的获取和测试越来越方便快捷，各仪器厂商推出了功能、价位各异的温度测量产品。

本文以美国某公司的USB接口数据采集模块和LabVIEW开发平台组建温度传感器动态测试系统为例，给出了一种简单实用的高效测温系统设计方案，能够适应各种环境下的温度测试要求，并能准确完成试验测试工作。

1 温度测量系统的基本组成1.1 温度测量系统的组成原理温度测量系统由测温传感器、信号传输、采集前端、采集系统、显示处理系统组成，如图1所示。

测温传感器根据所测环境和需求确定，其测得的温度信号通过传输线路输送至采集前端，经放大后，由采集系统转化成数字信号输送至计算机进行综合处理分析和显示。

图1 温度测量系统框图1.2 温度传感器动态测试系统组成温度传感器动态测试系统由高响应测温热电偶(或热电阻)、数据采集系统及测试软件组成。

数据采集系统由美国某公司的NI6281型USB接口数据采集器和计算机组成。

当采用热电偶测温时，可以对热电偶的参考端进行温度补偿，如果采用热电阻测温，则利用测温电桥在热电阻和数据采集器之间进行信号转换。

1.3 动态温度测试软件动态温度测试软件主要完成对快速变化的温度进行实时监测和对高响应温度传感器进行性能测试。

2 测试系统硬件的选择首先要确定温度传感器的类型，之后选择数据采集单元，并根据传感器输出信号类型和数据采集单元输入信号类型确定传感器和数据采集通道间的适配电路。